[发明专利]一种镁铝合金制氢材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种镁铝合金制氢材料的制备方法；镁铝合金制氢材料以镁、铝金属粉或镁铝金属合金粉为前驱体，机械混合弱酸盐、压块、高温处理，获得镁铝合金制氢材料；镁与铝的摩尔比值为0.1～1，弱酸盐为镁铝合金质量的0.01～20wt％；弱酸盐的阳离子为钠、钾、钙、钡和锶的一种；弱酸盐阴离子为铋酸根、锡酸根、铁酸根、锗酸根、偏铝酸根和偏锌酸根的一种；该制氢材料在水或中性水溶液中快速水解产生氢气，在便携式制氢领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于制氢领域，具体涉及一种镁铝合金制氢材料的制备方法。

背景技术

金属制氢材料，如镁、铝、锌等，具有价格低廉、水解条件温和、氢气产量大等优点，是便携式氢源的选择之一。常规的金属水解制氢通常在酸或碱性溶液进行，对使用者会带来潜在的危害，对设备材质要求耐腐蚀；这无形中限制了金属制氢材料的应用开发。

现今，很多科研人员添加其它金属如铋、锡、镍等，形成合金相，极大提高了镁、铝等金属在中性水及溶液中的反应活性。发明专利(一种制氢Al基合金复合材料及其制备和使用方法，CN 1013583108)采用了铝锡等合金与碳纳米材料高温复合，该体系在中性水溶液中具有很好的制氢效率，该方法需要加入大量的掺杂物碳和锡，降低了铝基合金的理论产氢量。专利(一种铝钙合金水解制氢的方法，CN 101948092)采用铝钙合金水解制氢，金属钙水解产生碱性物质Ca(OH)₂催化铝的水解。该方法的缺点在于金属钙的水解产物Ca(OH)₂微溶于水，导致铝的水解速率缓慢。铝钙合金需进一步经粉碎，盐掺杂，再球磨等处理，降低了该方法的实际应用前景。

显然，提高金属活性、降低溶液碱浓度，是实现金属制氢材料的规模化应用与商业化推广的关键。

发明内容

本发明目的在于提供一种镁铝合金制氢材料的制备方法，克服现有制备技术的缺陷，实现镁铝合金制氢材料在中性水溶液水解产氢。为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种镁铝合金制氢材料的制备方法，其特征在于：镁铝合金制氢材料以镁、铝金属粉或镁铝金属合金粉为前驱体，机械混合弱酸盐、压块、高温处理，获得镁铝合金制氢材料；镁与铝的摩尔比值为0.1～1，弱酸盐为镁铝合金质量的0.01～20wt％；弱酸盐的阳离子为钠、钾、钙、钡和锶的一种；弱酸盐阴离子为铋酸根、锡酸根、铁酸根、锗酸根、偏铝酸根和偏锌酸根的一种；

一种镁铝合金制氢材料的制备方法包括：

1)称量一定质量的镁、铝金属粉或镁铝金属合金粉与弱酸盐，氩气气氛机械球磨1～40h；

其中，镁、铝金属粉或镁铝金属合金粉的颗粒尺寸为100纳米～100微米；

2)将步骤1)的产物压制成块，压力范围为1～30吨；

3)将步骤2)的产物放入密闭容器，氩气气氛300～700℃搁置1～20h；然后冷却、粉碎，获得镁铝合金制氢材料。

与其它制氢材料相比，本发明专利具有如下优点：

1)本发明镁铝合金制氢材料在中性水溶液中水解产生氢气工艺简单、操作方便，有利于工业化生产。

2)本发明镁铝合金制氢材料直接与水反应产生氢气，避免了强碱溶液的使用，对制氢发生器材质要求低，也不会给使用者带来安全隐患。

3)本发明弱酸盐分布在镁铝合金表面，即能提供碱性物质，又能提供铋、锡等活性金属，极大提高了镁铝合金制氢材料的水解性能。

4)本发明镁铝合金制氢材料常温水解，水解氢气产率大于85％g。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

实施例1